PCB技術 - PCB工場におけるPCB基板の特殊配線

PCBプリント基板は単層から両面、多層、フレキシブルに発展しており、それぞれの発展傾向を維持している。高精度、高密度、高信頼性の発展により、サイズは縮小し続け、コストは低下し続け、性能は向上し続け、プリント配線板は将来の電子機器の発展の中で依然として強大な生命力を維持するだろう。

一部のPCB加工工場は、国内外のプリント基板製造技術の将来の発展傾向に対する議論は基本的に一致しており、すなわち高密度、高精度、細孔径、細線、細ピッチ、高信頼性、多層化へと発展していると指摘している。高速伝動を発展させ、重量が軽く、厚さが薄く、生産すると同時に、生産力を高め、コストを下げ、汚染を減らし、多品種、小ロット生産の発展に適応する。印刷回路の技術的発展レベルは、通常、印刷回路基板の線幅、開口、厚さ/開口比で表される。

PCB LAYOUTの配線を直角配線、差分布線、蛇行配線の3つの面から解説するPCB特殊配線技術：

1.直角配線（3つの側面）

直角配線が信号に与える影響は主に3つの方面に現れている：1つは回転角が伝送線上の容量性負荷と等価であり、上昇時間を遅らせた、もう1つはインピーダンスの不連続性が信号の反射を引き起こすこと、第三に、10 GHz以上の無線周波数設計分野で直角チップが発生し、これらの小さな直角が高速問題の焦点になる可能性がある。

2.差分布線（「等長、等間隔、基準面」）

差分信号とは？素人の話では、駆動側は2つの等しく反転した信号を送信し、受信側は2つの電圧間の差を比較することで論理状態「0」または「1」を判断する。差分信号を担持する一対のトレースを差分トレースと呼ぶ。通常のシングルエンド信号トレースと比較して、差動信号は以下の3つの点で最も顕著な利点を持っている：

1）2つの差動トレース間の結合が非常に良好であるため、耐干渉性が高い。外部からのノイズ干渉がある場合、受信側は2つの信号間の差異にしか関心を持たない2つの回線にほぼ同時に結合する。したがって、外部コモンモードノイズを完全に除去することができる。

2）EMIを効果的に抑制することができます。同じ理由で、2つの信号は逆極性を持っているので、放射された電磁場は互いに打ち消すことができます。結合が緊密になればなるほど、外部世界に漏れる電磁エネルギーは少なくなる。

3）タイミング位置決めが正確である。差動信号のスイッチング変化は2つの信号の交差点に位置し、通常のシングルエンド信号とは異なる高閾値電圧と低閾値電圧に依存して決定されるため、プロセスと温度の影響が小さく、タイミング誤差を減らすことができる。しかし、低振幅信号回路にも適している。現在流行しているLVDS（低圧差分信号）とは、このような小幅差分信号技術を指す。

三、蛇行回路（調整遅延）

蛇行形はレイアウトでよく使用される配線方法の1つです。その主な目的は、システムのタイミング設計の要件を満たすために遅延を調整することです。2つの最も重要なパラメータは平行結合長（Lp）と結合距離（S）である。明らかに、信号が蛇行軌跡上を伝送する場合、平行線分は差分モードSで結合される。値が小さいほど、Lpが大きいほど、結合度が大きい。伝送遅延が減少し、クロストークのために信号の品質が大幅に低下する可能性があります。この機構は、コモンモードと差動モードクロストークの解析を参照することができる。次に、蛇行線を処理する場合のレイアウトエンジニアのアドバイスを示します。

1）平行線分の距離（S）をできるだけ増やし、少なくとも3 Hより大きい。Hとは、信号トレースから基準平面までの距離を指す。素人の話で言えば、大回りです。Sが十分に大きい限り、相互結合効果はほとんど完全に回避できる。

2）カップリング長Lpを小さくする。二重Lp遅延が信号立ち上がり時間に近づいたり超えたりすると、発生したクロストークは飽和に達する。

3）帯状線または埋め込みマイクロストリップ線の蛇行線による信号伝送遅延はマイクロストリップ線よりも小さい。理論的には、ストリップワイヤは差動モードクロストークによって伝送速度に影響を与えることはありません。

4）速度が速く、タイミングが厳しい信号線路に対して、できるだけ蛇行線路を歩かないようにして、特に小面積巻き線をしないようにしてください。

5）相互結合を効果的に低減することができる任意の角度の蛇行トレースをしばしば使用することができる。

6）高速PCB設計において、蛇行線にはいわゆるフィルタリングや耐干渉能力がなく、信号品質を低下させることしかできないため、タイミングマッチングにしか使用されず、他の用途はない。

7）螺旋状配線の巻き取りが考えられる場合がある。シミュレーションの結果、このルーティング効果は従来の蛇行ルーティングより優れていることが明らかになった。